潘姝静
,
宋彦坡
,
彭小奇
,
陈思超
钢铁研究
针对链篦机鼓风干燥段球团矿干燥过程，基于多孔介质传热传质和局部非平衡热力学理论，考虑球团矿料层内质量、能量和动量之间的相互耦合效应，建立了干燥过程中球团矿料层内多场耦合传递过程数学模型。采用标准的k-e湍流模型和CFD软件对该模型进行数值模拟，获得了干燥过程中球团的温度和水分含量变化的规律。数值模拟结果与实际测量值相比较，最大相对误差小于10％。
关键词:
链篦机
,
球团干燥
,
数值模拟
,
多孔介质
谷伟
,
张虎
,
李增耀
,
陶文铨
工程热物理学报
为定量研究多组分系统在多孔介质内传质过程中组分之间的交互作用现象,本文基于Maxwell-Stefan模型对CH_4/Ar/H_2混合气体在单个直孔道内的纯扩散过程和C_2H_6/C_3H_8/N_2混合气体在活性炭上的吸附扩散过程进行了模拟,定量地描述和分析了多组分系统中组分之间在传质过程中的交互作用。研究表明：对于扩散过程,组分之间的交互作用表现为大分子对小分子的拖带;对于吸附过程,这种作用表现为强吸附质能够替代已被吸附在吸附剂表面的弱吸附质;主体扩散为主要的传质形式。
关键词:
多组分系统
,
传质过程
,
Maxwell-Stefan模型
,
多孔介质
李勇铜
,
巩亮
,
张克舫
,
徐会金
工程热物理学报
本文基于传统微通道热沉的物理模型,建立了完全填充、三角形填充、梯形填充、渐扩梯形填充及底层填充5种不同几何布置形态的多孔金属微通道热沉的数值模型.在层流流动的范围内,对不同布置形态多孔金属微通道热沉的阻力系数、平均Nu数、热阻、有效温控系数及能效因子等相关参数进行了数值研究,并应用场协同原理对多孔金属强化微通道的换热性能进行了分析.结果表明:微通道热沉中填充多孔金属后可显著改善速度场与温度场之间的协同性,填充不同多孔金属布置形态的微通道热沉可使平均协同角减小9.6°～23.2°左右;5种不同多孔金属布置形态的热沉中,完全填充热沉的热阻最小,冷却效果最好;等泵功情况下,当Re数大于150时,完全填充和梯形填充热沉的综合换热性能均优于传统微通道.
关键词:
多孔金属热沉
,
多孔介质
,
热沉
,
流动换热
马兵善
,
王刚
,
郭玉龙
工程热物理学报
本文对上下壁面绝热、左侧壁面长度为b的嵌装加热器部分维持恒定温度Th而剩余部分绝热,且右侧壁面维持恒定温度Tc的多孔介质方腔内的自然对流换热进行了数值研究.在热壁面无量纲长度B=0.5 (B=b/L)的条件下,综合研究了左侧壁面受热部分中心距上壁面的无量纲长度D (D=d/L)、Da数、Ra数和孔隙率对腔体内自然对流换热的影响.数值计算结果表明,左侧壁面受热部分位置的不同对腔体内自然对流换热有很大的影响,D在0.6附近取值时,Nu数最大.Da数、Ra数对腔体的自然对流换热影响较大,而孔隙率对换热的影响较小.
关键词:
自然对流
,
多孔介质
,
方腔
,
数值模拟
诸凯
,
王雅博
,
梁飞
工程热物理学报
首先通过实验测定了肾脏作为多孔介质的两项最基本的特性参数孔隙率和渗透率.结果表明,猪肾脏的孔隙率为Φ=15.64％,渗透率为K＝14.5 μm2.利用血管铸型对肾脏的动静脉血管和肾脏外形进行三维重建得到肾脏的物理模型,以管内非线性流动模型和多孔介质模型相结合的方式,对肾脏冷灌注过程的三维温度场进行重构.将模拟结果与实验结果对比,探索冷刺激作用下,降温作用引起的肾脏热力学响应,并对温度场模拟结果进行了分析.
关键词:
多孔介质
,
渗透率
,
孔隙率
,
冷灌注
,
温度场
王会
,
郭烈锦
,
叶晶
,
陈康
,
刘威志
工程热物理学报
本文对管外包覆多孔介质的无限长圆管绕流的流场和温度场进行数值模拟,研究了多孔介质层的无量纲厚度ep,达西数Da以及雷诺数Re对流动和强制对流换热特性的影响.研究结果表明,管外包覆多孔介质后的强制对流换热效果明显强于光管条件下的效果,换热增强了2.8～5.4倍;壁面平均努塞尔数Nu随ep和Re的增大而增大,随Da的增大而减小;管壁处的流动阻力系数CD随ep的增大而增大,随Da的减小,先增大后减小,当Da小于1×10-5时,阻力系数保持不变.
关键词:
多孔介质
,
强化换热
,
强制对流换热
,
数值模拟
刘时贤
,
李晓伟
,
吴莘馨
工程热物理学报
由于燃料球的随机分布和球床的壁面效应,球床式高温气冷堆堆芯孔隙率分布会有一定的不均匀性。深入认识壁面漏流、随机孔隙率对球床温度分布均匀性的影响对进一步提高高温气冷堆冷却剂出口温度及其安全性具有重要意义。本文采用多孔介质模型实现了对堆芯球床壁面漏流、随机孔隙率效应的数值模拟。结果表明,由于壁面漏流效应,壁面附近局部区域冷却剂最大速度会比中心高50%,对球床温度影响则不大。中心区域局部极小、极大孔隙率只对很小区域内流速和温度有影响,但温度变化幅值很小。球床中心随机孔隙率使冷却剂速度波动小于13%,对球床温度影响很小。
关键词:
高温气冷堆
,
多孔介质
,
孔隙率
,
壁面漏流
,
随机分布
于明志
,
陈汉翠
,
胡爱娟
,
田猛山
,
郭庆亮
工程热物理学报
本文用玻璃珠模拟堆积型多孔介质,用Hotdisk热常数分析仪对不同含湿率下玻璃珠堆积颗粒的导热系数进行测量,并利用CCD结合体式显微镜观察不同含湿率下试样孔隙内的水分形态及颗粒聚集状态,研究分析水分含量、水分形态,颗粒聚集状态对堆积型多孔介质导热系数的影响及机理.实验结果表明:试样的导热系数随含湿率的增大呈非单调递增趋势.不同含湿率下堆积型多孔介质孔隙内水分形态不同,其对颗粒的作用不同,颗粒间出现聚集,从而导致颗粒间距离发生变化,进而表观体积变化.水分含量、水分形态、颗粒间间距的变化均会影响介质的导热系数大小,介质导热系数的变化趋势是由这些影响因素综合决定的.
关键词:
多孔介质
,
含湿率
,
颗粒聚集
,
导热系数
李佳莉
,
王玉璋
,
王星
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.6.011
为了研究热障涂层孔隙微结构对其表面冷却气膜流场的影响,本工作基于层状和柱状热障涂层(TBC)真实结构,通过灰度处理和像素识别,获得涂层微结构并形成计算网格.利用格子Boltzmann方法(LBM),建立了冷却气膜和热障涂层微结构内流动微观分析模型.结果表明:热障涂层微结构对冷却气膜和涂层交界处气膜流动有较大的影响,来流的垂直方向上产生扰动,会影响冷却气膜的稳定性;柱状结构涂层竖直微孔内存在微弱的气体流动,表面交界处产生漩涡;层状结构涂层表面比较粗糙,气膜竖直方向速度波动相比柱状结构更加剧烈.
关键词:
热障涂层
,
多孔介质
,
Lattice-Boltzmann
,
流场分布
常心洁
,
戴群特
,
杨鲁伟
工程热物理学报
针对制约脉冲管制冷机效率提高的蓄冷器内交变流动与换热问题，本文使用格子Boltzmann方法计算并分析了多孔介质内交变流动与换热特性。结果表明，交变流动压力波振幅对速度与压力和温度间的相位差的影响很小；通道界面处速度与压力的相位差在某一孔隙率下有一极小值；多孔介质内最大阻力系数与雷诺数的关系可以为设计蓄冷器时填料结构的选择提供技术指导。
关键词:
多孔介质
,
格子Boltzmann方法
,
交变流动
